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INSTALLATION DE TRAITEMENT THERMIQUE DE MATIERES
PULVERULENTES EN SUSPENSION, ET APPLICATION POUR LA
~ CALCINATION FLASH DE MATIERES MINERALES NOTAMMENT
ARGILEUSES
L'invention concerne une installation permettant de réaliser un
traitement thermique rapide de matières pulvërulentes en suspension, en
particulier
une calcination flash de matières minérales. (Par "pulvérulent", on entend
dans toute
la suite une matière se présentant à l'état divisé susceptible d'être mise en
suspension
io dans un courant gazeux). Elle s'applique notamment pour calciner des
matières-
argileuses en vue de préparer un liant pour stabiliser un sol sur un chantier
routier.
Les installations traditionnelles pour réaliser un traitement
thermique, en particulier une calcination de matières minérales, travaillent
en lit fixe
etlou en cycle long, par exemple dans le secteur de la cimenterie oû la
calcination
~s des matières dure plusieurs heures. Pour améliorer tes échanges thermiques
et
réduire les temps de cuisson, certaines installations ont été amenées à
travailler en lit
fluidisé mais les paramètres de mise en oeuvre et de cuisson sont difficiles à
maîtriser, en particulier pour certains matériaux à particules hétérogènes.
Toutes ces
installations sont des installations lourdes, très encombrantes, dans
lesquelles le
2o rendement thermique est lié à la capacité de production.
On connaît par ailleurs un autre mode de calcination des
matières pulvérulentes, souvent désigné par "calcination flash", qui consiste
à traiter
thermiquement les matières en suspension dans des temps très courts, en les
amenant
à traverser une chambre de combustion dans un courant d'air qui les transporte
dans
2s la chambre et sert de comburant. Ce mode de calcination flash est
actuellement
souvent utilisé dans les cimenteries pour assurer une précalcination des
matières,
mais les installations industrielles correspondantes restent très
encombrantes, en
particulier en hauteur, du fait du cumul des étages nécessaires à l'intérieur
desquels
les matières descendent par gravité depuis leur alimentation en partie haute
jusqu'à
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leur sortie en partie basse (brevet US-4 32I 238, US-4 416 622, US-4 668 182).
Ces
installations se prêtent mal à une réduction de taille et d'encombrement.
Le procédé de calcination flash (ou plus généralement Ie
procédé consistant à faire subir un traitement thermique rapide à des matières
en
suspension) pourrait présenter un grand intérêt dans de multiples
applications, en
particulier pour activer des matières argileuses (notamment pour obtenir un
métakaolin) en vue de la fabrication d'un liant hydraulique utilisable en
application
routière, en construction économique, en "petit génie civil"... (ef. notamment
les
publications suivantes : "Pozzolanic properties... with soak-calcined
products",
t o S. SALVADOR, Cernent and Concr. Res. 25 ( 1995) 102-112" ; "Évolution of
structural changes during flash calcination of kaolinite", SALDE and DAVIES -
J.
MATER - Chem. 1991 - 1(3) - 361-364 ; "Flash calcines of kaolinite : effect of
process variables on physical characteristics", SLADE et al., JOURNAL OF
MATERIALS SCIENCE 27( 1992) 2490-2500 ; "Prototyping flash calcinera for the
is manufacture of synthetic pozzolana from kaolinite clay", SALVADOR S., Flash
Reaction Processes, 295-318, T.W. Davies(ed.), i995 Kluwer Academic
Publishers.
Printed in the Netherlands, NATO ASI Series, Series E : Applied Science - vol.
?82). Il est toutefois souhaitable, pour ces applications, de disposer
d'installations de
capacité modérée et de faible encombrement, tout particulièrement en technique
?o routière où une installation mobile ou semi-mobile permettrait de traiter
les argiles
sur place et de déplacer l'installation en fonction de l'avancement du
chantier.
La présente invention se propose de fournir une installation
pour le traitement thermique rapide de matières pulvérulentes en suspension,
dont la
structure se prête à des changements d'échelle par rapport aux installations
connues
et permette aussi bien la fabrication d'installations de faible encombrement
ayant des
capacités faibles ou modérées ( 1 à i 0 tonnes/heure) que la fabrication
d'installations
de capacités élevées bénéficiant d'encombrement moindre que celui des
installations
de calcination flash connues.
Par "traitement thermique rapide", on entend un traitement
d'une durée de l'ordre de quelques secondes à quelques dizaines de secondes,
ce
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traitement thermique étant désigné par "calcination flash" dans le cas
particulier où
les matières pulvérulentes subissent une transformation minéralogique.
Un objectif de l'invention est notamment de permettre Ia
fabrication d'installations mobiles, facilement transportables au gabarit
routier.
s Un autre objectif est de fournir des installations bénéficiant
d'une grande souplesse d'exploitation, avec notamment une faible inertie de
mise en
route et d'arrêt, qui se prêtent le cas échéant à un fonctionnement quotidien
pendant
les heures d'activité d'un chantier.
Un autre objectif est de fournir des installations bénéficiant
lo d'un très bon rendement thermique, même dans le cas d'installations de
petite taille
ou très petite taille et de faible capacité (inférieure à 5 tonnes/heure par
exemple).
A cet effet, l'installation visée par l'invention pour réaliser un
traitement thermique de matières pulvérulentes en suspension comprend
- des moyens d'alimentation en matières puivérulentes,
~5 - un dispositif de préchauffage des matières, pourvu d'une
entrée de gaz chauds, d'une sortie de matières préchauffées et d'une sortie de
gaz.
- une chambre de combustion contenant au moins un brûleur et
dotée d'une entrée pour l'introduction d'air réchauffé et des matières
pulvérulentes
préchauffées, et d'une sortie de fumée contenant les matières après passage
dans la
Zo chambre,
- un séparateur pourvu d'une entrée recevant les fumées et
matières pulvérulentes issues de la chambre de combustion, d'une sortie de
fumée
reliée à l'entrée de gaz chauds du dispositif de préchauffage, et d'une sortie
des
matières pulvérulentes,
's - un ensemble de refroidissement des matières, doté d'une
entrée des matières pulvérulentes issues du séparateur, d'une entrée d'air
frais, dit air
principal, d'une sortie des matières refroidies et d'une sortie d'air
principal réchauffé,
- au moins deux conduits reliés à la sortie d'air principal
réchauffé de l'ensemble de refroidissement en vue de diviser l'air principal
réchauffé
:~ en deux flux. l'un dit air réchauffé, et l'autre air dérivé, le conduit
d'air réchauffé
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étant doté d'une arrivée de matières connectée à la sortie des matières
préchauffées
du dispositif de préchauffage en vue de l'introduction desdites matières dans
ledit
conduit, et étant relié à l'entrée d'air réchauffé de la chambre de combustion
en vue
d'injecter lesdites matières dans ladite chambre de combustion.
L'installation s'étendant verticalement entre un niveau infërieur
Ni et un niveau supérieur Ns, se caractérise en ce que le conduit d'air
dérivé, dit
conduit by-pass, comprend un tronçon descendant depuis la sortie d'air
principal
réchauffé vers le niveau inférieur de l'installation, est connecté aux moyens
d'alimentation par une arrivée de matière pulvérulente au voisinage dudit
niveau
inférieur en vue de recevoir les matières pulvérulentes, et comprend un
tronçon
ascendant vers la sortie de fumée du séparateur pour former avec celle-ci un
conduit
commun connecté â l'entrée de gaz chauds du dispositif de préchauffage, en vue
d'assurer un transport pneumatique desdites matières pulvérulentes depuis le
niveau
N1 et un premier réchauffement de celles-ci en amont dudit dispositif de
t s préchauffage.
L'installation conforme à l'invention utilise le principe de la
calcination flash en introduisant dans la chambre de combustion les matières
pulvérulentes en suspension dans une partie de l'air de combustion. Cet air
provient
du flux d'air principal qui est réchauffé dans l'ensemble de refroidissement
par
2o récupération de la chaleur libérée dans cet ensemble. L'air dérivé,
éffalement
réchauffé, qui est envoyé dans le conduit by-pass, réalise un transport
pneumatique
des matières pulvérulentes vers le dispositif de préchauffage (ces matières
pouvant
ainsi arriver en partie basse de l'installation afin d'éviter des cumuls de
hauteur), tout
en assurant un premier réchauffement desdites matières. Ces matières subissent
2s ensuite un préchauffage, à la fois, grâce à la chaleur des fumées issues de
la chambre
de combustion et à la chaleur résiduelle de l'air dérivé du conduit bv-pass.
On
obtient ainsi un excellent rendement thermique tout en profitant au mieux des
avantages de Ia calcination flash (ou plus généralement d'un traitement
thermique
rapide des matières en suspension). Les essais ont démontré qu'une telle
installation
3o permettait une excellente maîtrise des paramètres de traitement pour des
tailles
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d'installations faibles ou modérées (correspondant à des capacités 'de
traitement
inférieures à 1 tonne/heure).
. L'installation conforme à l'invention peut en particulier être
réalisée de façon à présenter un encombrement en hauteur (hauteur entre le
niveau
s inférieur Ni et le niveau supérieur Ns de l'installation) très inférieur à
la somme des
hauteurs des différents ensembles fonctionnels : moyens d'alimentation,
dispositif de
préchauffage, chambre de combustion, ensemble de refroidissement. La sortie
d'air
principal réchauffé de l'ensemble de refroidissement de même que la sortie de
fumée
du séparateur sont de préférence situées à un niveau intermédiaire ou à
proximité du
lo niveau supérieur. Le conduit by-pass qui dérive une fraction de l'air
réchauffé dans
l'ensemble de refroidissement, transporte les matières pulvérulentes depuis
l'arrivée
de matière (laquelle est située au voisinage du niveau inférieur grâce à la
forme du
conduit by-pass), jusqu'au dispositif de préchauffage situé de préférence à
proximité
du niveau supérieur ; ce dispositif de préchauffage peut ainsi être disposé,
d'une part,
au-dessus de la sortie d'air principal réchauffé de l'ensemble de
refroidissement (afin
que les matières issues de ce dispositif de préchauffage soient directement
déversées
dans /'air réchauffé issu de l'ensemble de refroidissement), d'autre part, au-
dessus du
niveau de la chambre de combustion (afin de limiter la longueur du conduit
d'air
réchauffé et, par voie de conséquence, les pertes thermiques).
?o Selon un mode de réalisation préféré, ie conduit by-pass
comprend, entre son tronçon descendant et son tronçon ascendant. un coude
s'étendant le long d'une courbe régulière et présentant une section
transversale
minimale à proximité de sa partie basse. Ce coude présente avantageusement une
section évolutive décroissante en amont de ladite section minimale et une
section
2s évolutive croissante en aval de ladite section minimale. De plus. il
possëde de
préférence une plaque d'usure amovible s'étendant de part et d'autre de sa
section
minimale. Le transport pneumatique des matières pulvérulentes s'effectue ainsi
dans
les meilleures conditions, en évitant les dépôts de matière dans les parties
basses et
en limitant les pertes de charge. En outre, dans le cas de matières
relativement
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abrasives, le changement de la plaque d'usure permet, rapidement et à moindre
coût,
de conserver les performances de l'installation.
Par ailleurs, selon une autre caractéristique avantageuse de
l'invention, la chambre de combustion est prolongée par un tube de traitement
s thermique qui est relié à la sortie de ladite chambre pour recevoir les
fumées et les
matières pulvérulentes après passage dans celle-ci, ledit tube étant connecté
à son
extrémité terminale à l'entrée du séparateur. Ce tube parcouru par les fumées
et les
matières en cours de traitement permet d'allonger la durée du traitement
thermique,
tout en gardant pour Ia chambre de combustion des dimensions réduites. Il
permet,
~o en outre, de s'affranchir d'un agencement relatif imposé entre chambre de
combustion et séparateur : ce dernier peut ainsi ëtre aisément agencé dans
l'installation de façon que sa sortie de matière alimente par gravité
l'ensemble de
refroidissement.
Le tube de traitement thermique ci-dessus indiqué peut
~ 5 avantageusement présenter une forme en col de cygne comprenant, entre un
tronçon
descendant et un tronçon ascendant, un coude s'étendant le long d'une courbe
régulière et présentant une section transversale minimale à proximité de sa
partie
basse. Ce coude possède de préférence une section évolutive décroissante en
amont
de ladite section minimale et une section évolutive croissante en aval de
ladite
2o section minimale. De la même façon que le conduit by-pass précité, le coude
du tube
de traitement thermique peut comporter une plaque d'usure amovible s'étendant
de
part et d'autre de sa section minimale.
De façon connue en soi, les moyens d'alimentation en matières
pulvérulentes peuvent comprendre, d'une part, un broyeur/sécheur adapté pour
25 délivrer des matières de granulométrie et degré d'humidité déterminés,
d'autre part,
un silo-tampon intercalé entre ia sortie dudit broyeur/sécheur et l'arrivée de
matières
par laquelle celles-ci sont déversées dans le conduit by-pass. Le broyeur-
sécheur
assure une mise en forme des matières brutes, en particulier sur chantier, en
vue de
disposer ces matières dans l'état optimal pour subir le traitement thermique,
~o cependant que le silo-tampon confere à l'installation une grande souplesse
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d'exploitation dans Ies phases transitoires (mise en route et arrêt): Le
broyeur-
sécheur peut être alimenté en gaz chauds par le dispositif de préchauffage
afin
~ d'augmenter le rendement thermique global de l'installation. Le silo-tampon
permet
notamment de décaler dans le temps la mise en marche ou l'arrêt du broyeur-
sécheur
s et du brûleur de la chambre de combustion afin de réduire la durée des
phases
transitoires.
L'installation conforme à l'invention peut être dotée de tout
organe supplémentaire connu en soi, permettant de l'adapter à l'application
envisagée, en particulier, le cas échéant, d'un dépoussiéreur associé au
broyeur/sécheur pour récupérer les fines avant le rejet des gaz de sortie
et/ou d'un
récupérateur de fines associé au dispositif de préchauffage pour récupérer les
fines
dans les fumées issues de ce dernier afin de réduire la charge circulante (ces
fines
déjà traitées étant directement envoyées dans le produit final à Ia sortie de
l'ensemble
de refroidissement).
15 Grâce à sa hauteur réduite, l'installation conforme à l'invention
se prête à une division en modules juxtaposés, séparables et assemblables.
Chacun
de ces modules est pourvu d'un châssis qui peut être fixé sur une remorque
dotée de
moyens de roulement afin de le rendre mobile. Ainsi, sur un chantier, il est
possible,
en quelques heures, de désassembler les modules, de les transporter sur un
nouveau
2o site et de les assembler à nouveau afin de disposer l'installation à
l'emplacement
optimal du chantier.
Sur un chantier notamment routier, l'installation conforme à
l'invention permet en particulier de mettre en oeuvre in situ le procédé
suivant de
stabilisation du sol : on extrait des terres argileuses naturelles brutes à
proximité du
2s chantier, on traite (séchage, calcination) lesdites terres au moyen d'une
installation
telle que définie précédemment en vue d'obtenir une matière argileuse activée,
et on
~ incorpore dans le sol ladite matière argileuse activée en mélange avec de Ia
chaux et
de l'eau dans des conditions propres à réaliser la prise hydraulique. Un tel
procédé
permet de réaliser des chantiers notamment routiers dans de remarquables
conditions
3o de rentabilité en raison de la diminution considérable des coûts de
transport (sur Ie
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matériau brut et le liant hydraulique) et d'une production adaptée à la
vitesse
d'avancement du chantier (réduction des stocks).
L'installation conforme à l'invention peut être mobile comme
indiqué précédemment. Elle peut également être prévue fixe et située en
particulier à
proximité d'une usine industrielle, en particulier dans le cas où un sous-
produit de
ladite usine est à traiter par calcination (ou plus généralement par un
traitement
thermique rapide) pour le valoriser ou le transformer.
La description qui suit en référence aux dessins annexés
présente, à titre non limitatif, un mode de réalisation d'une installation
conforme à
l'invention, adaptée pour former des métakaolins à partir de terres argileuses
recueillies près d'un chantier routier. Sur ces dessins
- la figure 1 est un schéma de ladite installation,
- la figure 2 en est une vue d'un détail, et la figure 3 une coupe
par un plan A,
1s - la figure 4 est une vue schématique de l'un des ensembles,
- la figure 5 est une vue schématique des modules formant
ladite installation en configuration de travail,
- la figure 6 est une vue schématique de l'un de ces modules en
configuration de transport.
20 L'installation représentëe à titre d'exemple à la figure 1
comprend trois modules principaux M1, M2, M3, qui sont associés en
configuration
de travail à des modules auxiliaires tels que moyens d'amenée des matières,
groupe
électrogène d'alimentation électrique (non représenté), poste de commande (non
représenté), silo de stockage des produits finis (non représenté à la figure 1
).
2s Les trois modules Ml, M2 et 1~I3 sont séparables comme
l'illustrent les figures 5 et 6, et sont fonctionnellement assemblés en
configuration de
travail, d'une part. par des systèmes de brides tels que 1 disposés sur les
conduits,
d'autre part, le cas échéant par des systèmes d'attache des châssis de modules
entre
eux.
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La matière brute, constituée en l'exemple par des mottes de
terre argileuse recueillies près du chantier, est déversée au moyen d'un
chargeur
classique dans une trémie doseuse 2 qui alimente un transporteur à bande 3,
avec un
débit contrôlé de matière. Ces moyens d'amenée de matière déversent celles-ci
dans
s une trémie 4 dotée en sortie d'un double sas d'étanchéité S permettant de
mettre
l'installation en dépression grâce à un ventilateur 6 qui assure la
circulation des gaz
dans l'ensemble de l'installation. (A la figure 1, les conduits de gaz sont
symboliquement représentés par des doubles traits, tandis que les conduits
contenant
uniquement des matières solides sont reprësentés par un trait simple plus
gras).
t o A la sortie du double sas S, les matières brutes tombent par
gravité dans un broyeur à marteaux 7, traversé par des gaz chauds arrivant
dans un
conduit 8. Le broyeur 7 est équipé d'une grille amovible permettant d'ajuster
la
granulométrie des matiëres à sa sortie. Celles-ci sont ensuite transportées
pneumatiquement dans un conduit 9 qui relie la sortie du broyeur 7 à un
cyclone-
ts sécheur 10. Les matières immergées dans le flux de gaz chauds à partir du
broyeur 7
subissent un séchage depuis ce dernier jusqu'au cyclone-sécheur 10 ; dans ce
dernier,
l'humidité relative peut être ajustée en particulier à une valeur inférieure à
I % (en
poids). Les matières descendent ensuite par gravité dans un silo-tampon 11 ;
une
dérivation de recyclage dotée d'un sas rotatif 12 permet éventuellement de
renvoyer
2o vers la trémie 4 une partie des matières. Il est ainsi possible de mélanger
dans la
trémie 4 une proportion donnée de matières pulvérulentes déjà broyées et
séchées
afin de faciliter le cas échéant le séchage et la mise en forme des matières
brutes.
Le silo-tampon I1 est équipé à sa sortie d'un sas alvéolaire
rotatif 13 qui permet de déverser les matières par gravité à travers un
conduit 14 qui
2s débouche par une arrivée I S dans le module il~I2. Le sas rotatif 13 permet
de régler le
débit d'arrivée des matières dans ledit module M2. La capacité du silo-tampon
1 I
correspond à I S à 4S minutes de production de l'installation, ce qui permet,
lors de la
mise en fonctionnement, de meure en marche le broyeur 7 et le cyclone-sécheur
10
avec un décalage dans le temps (lorsque les gaz arrivant par le conduit 8 sont
à la
3o température appropriée) et, lors de l'arrêt de l'installation,
d'interrompre le
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fonctionnement dudit moyen 7 et dudit cyclone-sécheur 10 avec un retard (tant
que
les gaz du conduit 8 conservent une température suffisante).
Les matières sont introduites dans le module M2 à l'intérieur
d'un conduit by-pass 1 b qui est parcouru par de l'air réchauffé : cet air
transporte
s pneumatiquement les matières vers un cyclone de préchauffage 17, tout en
réalisant
un premier réchauffement desdites matières.
Les matières préchauffées dans le cyclone 17 sortent de ce
cyclone à travers un double sas pendulaire 18 et sont déversées par gravité,
au
moyen d'un conduit 19, dans un conduit 20 parcouru par de l'air réchauffé. Le
double
sas 18 permet de maintenir la différence de pression établie entre le cyclone
de
préchauffage 17 et le conduit d'air réchauffé 20.
Les matières préchauffées sont pneumatiquement entraînées
dans le conduit 20 par l'air réchauffé vers une chambre de combustion 21 de
type
cylindro-conique à axe vertical, adaptée pour assurer une calcination flash
des
ts matières en suspension dans le flux d'air réchauffé.
La chambre de combustion 21 est prolongée à sa base par un
tube de traitement thermique 22 qui reçoit les fumées de combustion et les
matières
pulvérulentes entraînées par ces fumées. Ce tube 22 en forme de col de cygne
comprenant un tronçon descendant 22a, un coude 22c et un tronçon ascendant
22b,
2o permet d'ajuster la durée de la calcination flash depuis quelques secondes
à quelques
dizaines de secondes : sa longueur comprise entre ~ et 15 mètres est adaptée à
la
durée de séjour désirée en fonction des autres paramètres de l'installation
(en
particulier de la taille de la chambre de combustion).
Le tube de traitement thermique 22 est relié à un cyclone-
25 séparateur 23 qui alimente, à travers un double sas pendulaire 24 et un
conduit 25, Ie
module M3 constitué par un ensemble de refroidissement des matières. De façon
classique, cet ensemble comprend plusieurs cyclones de refroidissement. en
l'exemple trois cyclones 26, 2 î et 28 montés en cascade. Chaque cyclone est
équipé
à sa base d'un double sas pendulaire tel que 29 qui permet aux matières de
sortir par
3o gravité, tout en maintenant les pressions différentielles établies. Les
matières passent
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successivement dans les cyclones 26, puis 27, puis 28, et sont refroidies au
cours de
ces passages par un flux d'air principal qui parcourt les cyclones dans un
ordre
. inverse.
A la sortie du cyclone 28, les matières traitées sont acheminées
s â travers un conduit 30 vers un silo de stockage (non représenté à la figure
1 ).
Un conduit d'air principal 31 alimente en air le cyclone 28 de
l'ensemble de refroidissement. Dans ce conduit, sont introduites les matières
provenant du cyclone 27 en vue de leur transport pneumatique jusqu'au cyclone
28.
L'air traverse ensuite le cyclone 27 puis le cyclone 26 : il refroidit ainsi
les matières
1 o et subit lui-même un réchauffement.
A la sortie du module de refroidissement M3, l'air principal
ainsi réchauffé est envoyé par un conduit 32, d'une part, vers le conduit
d'air
réchauffé 20 en vue de son admission dans ia chambre de combustion 21, d'autre
part, dans le conduit by-pass 16 en vue de transporter et réchauffer les
matières
ls pulvérulentes introduites par l'arrivée 15.
Les fumées contenant les matières qui sortent de la chambre de
combustion 21, circulent dans le tube de traitement thermique 22, sont
séparées des
matières soudes dans le séparateur 23 et sont ensuite envoyées dans le cyclone
de
réchauffage 17 ; la sortie de fumée 33 du séparateur rejoint le conduit by-
pass 16 et
2o forme avec celui-ci un conduit commun 34 connecté à l'entrée de gaz chauds
du
cyclone de préchauffage 17. La sortie de gaz 35 de ce dernier est reliée à un
récupérateur de fines 36, en particulier du type électrofiltre, qui récupère
les fines
particules calcinées qui ont été entraînées par la sortie 35. La sortie de
fines 37 de ce
récupérateur rejoint la sortie 30 du module de refroidissement en vue de
déverser
2s dans la trémie de stockage les fines calcinées récupérées. On évite ainsi
que des
matières déjà traitées soient recyclées et augmentent Ia charge circulante.
La sortie d'air du récupérateur de fines 35 est reliée par le
conduit 8 au broyeur 7 afin d'alimenter ce dernier en Qaz chauds. Les gaz,
après
avoir traversé le broyeur 7 et le cyclone-sécheur 10, sont envoyés par le
ventilateur b
3o vers un dépoussiéreur 38, du type filtre à manches, qui les débarrasse des
fines avant
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leur rejet vers l'atmosphère par l'action d'un ventilateur 39. Le
dépoussiéreur 38
possède une sortie de fores 40 qui est reliée à l'entrée de ia chambre de
combustion
21 de façon à recycler ces fines non traitées.
En amont du ventilateur 6, une entrée d'air frais de dilution 41
permet le cas échéant de réduire la température des gaz avant leur
introduction dans
le dépoussiéreur 38 afin de protéger les manches filtrantes de ce dernier.
Des volets 42, 43 et 44 permettent d'établir des pertes de
charges réglables sur ie by-pass 16, l'entrée d'air principal 3I et l'entrée
d'air de
dilution 41 en vue d'ajuster les débits d'air à des valeurs appropriées. Le
volet 42 du
to by-pass est placé en amont de l'arrivée de matières 15 en vue d'écarter
tout risque
d'abrasion ou de mauvais fonctionnement.
Les systèmes de brides tels que 1, prévus entre Ies modules
M1, M2 et M3 pour permettre de les assembler, sont en l'exemple montés sur le
conduit 8, le conduit 14, le conduit 40, le conduit 25 et le conduit 32.
L'installation conforme à l'invention s'étend dans le sens
vertical entre un niveau inférieur Ni et un niveau supérieur Ns séparés par
une
hauteur sensiblement plus faible que dans les installations de calcination
flash
connues, en raison de l'agencement des unités et des circulations de matières
et de
gaz prévues associées à des transports pneumatiques de matières d'une unité
zo fonctionnelle à une autre. La sortie d'air principal réchauffé 32 du module
de
refroidissement et la sortie 33 du séparateur sont situées à un niveau
intermédiaire.
Le conduit by-pass 16 comporte un tronçon 16a qui descend vers le niveau
inférieur
Ni, est connecté à proximité de ce niveau inférieur à (arrivée 15 de matière
et
comprend un tronçon 16b qui remonte vers la sortie de fumée 33.
Ce conduit by-pass 15, de mëme que le tube de traitement
thermique 22 et que le conduit 9 du module d'alimentation M1 comprennent un
coude tel que 45 entre leur tronçon descendant et un tronçon ascendant. Le
coude de
ces tube ou conduits présente Ies caractéristiques communes décrites ci-après
en
référence aux f pures 2 et 3.
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D'une façon générale, les conduits de l'installation sont
cylindriques et possèdent une section transversale circulaire. Comme filiustre
la
figure 2, le tronçon descendant 16a du conduit est relié au coude 45 par un
adaptateur de section 46 qui présente une sortie 46b de section transversale
rectangulaire dans laquelle s'inscrit la section transversale circulaire de
son entrée
46a. Le coude 45 présente une section transversale rectangulaire telle que
schématisée à la figure 3 et s'étend le long d'une courbe régulière E en forme
de
demi-ellipse. La section transversale du coude décroît jusqu'à la section la
plus basse
A qui est minimale, puis croît à nouveau jusqu'à un adaptateur de section 47
ayant
lo une section transversale d'entrée rectangulaire 47a qui s'inscrit dans la
section
transversale de sonie 47b de forme circulaire.
Ces dispositions permettent, grâce à un effet de Venturi et à
une trajectoire appropriée des particules, d'éviter des dépôts et
agglomérations de
particules et de limiter les pertes de charges. De part et d'autre de la
section
1 ~ minimale, une plaque d'usure amovible 48 forme la paroi inférieure du
coude. Cette
plaque boulonnée peut être facilement changée en cas d'usure.
La figure 4 représente la chambre de combustion 21 et son
tube de traitement thermique 22. Cette chambre contient un brûleur à fuel oil
domestique 49 qui reçoit de façon classique un flux d'air comprimé de
pulvérisation
2o permettant de pulvériser le carburant, et un flux d'air primaire régulé par
un volet 50.
Le flux d'air comprimé, le flux d'air primaire et le flux principal (qui
arrive par
l'entrée 21 a avec les matières pulvérulentes) servent de comburant. En
l'exemple,
l'entrée 2 I a est située en partie haute de la chambre et est de type
tangentiel, formant
a
une spirale d'air chargée en matières autour d'une flamme de calcination
axiale. La
25 chambre de calcination 21 est raccordée à sa partie basse au tube de
traitement
thermique 22 par une portion tronconique 21 b.
Les divers ensembles constitutifs des modules M I , M2, M3
sont réalisés en acier inoxydable en l'absence de matériau réfractaire (à
l'exception
de la chambre de combustion), ce qui conduit à une réduction du poids, de
~o l'encombrement et de l'inertie thermique de l'installation. Seule la
chambre de
CA 02292744 1999-12-O1
WO 98/55418 PCT/FR98/01149
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combustion comprend un revêtement réfractaire interne solidaire des parois en
acier,
en particulier un revêtement en béton réfractaire assujetti aux parois par des
saillies
d'accrochage que comportent celles-ci et qui sont noyées dans le béton.
La figure 5 schématise les modules M1, M2, M3 de
s l'installation en position de fonctionnement et la figure 6 l'un de ces
modules (M3)
en position de transport.
Chaque module est pourvu d'un châssis formé par plusieurs
plates-formes telles que 51, par des poutres principales 52 et par des
entretoises 53
(figure 6). Le châssis est doté de moyens de roulement tels que 54 et d'un
système
l o d'attelage 55 pour former une remorque.
En position de roulement (figure 6), les ensembles constitutifs
du module sont couchés sur la remorque, leur hauteur étant disposée dans le
sens
longitudinal de celle-ci. Des moyens de relevage (non représentés) sont
associés à
ladite remarque en vue de permettre de la redresser dans la position de la
figure S, de
15 façon que les ensembles constitutifs prennent leur position normale de
fonctionnement, leurs conduits pouvant alors être assemblés en vue de
permettre ie
fonctionnement. L'assemblage de ces conduits peut être réalisé au moyen de
tronçons tubulaires assemblés à leurs deux extrémités sur les conduits
appropriés de
l'installation au moyen des systèmes de brides 1.
2o Ainsi, l'installation peut être déplacée en fonction de
l'emplacement du chantier routier pour permettre de traiter dans les
meilleures
conditions de rentabilité la terre argileuse brute extraite à proximité.
L'installation
produit une argile activée riche en métakaolin qui peut être mélangée à de la
chaux
(b0 % argile activée, 40 % chaux) pour être incorporée au sol à stabiliser.
